FísicaFácil2 pts
Campo y potencial gravitatorio
Extremadura · 2022 · Julio
Enunciado
Determine la velocidad inicial a la que hay que lanzar un cohete verticalmente, desde la superficie de la Tierra, para que ascienda a una altura de 900 km.
Datos: constante de gravitación universal ; masa de la Tierra ; radio de la Tierra . (Calificación, 2 puntos).
Datos: constante de gravitación universal ; masa de la Tierra ; radio de la Tierra . (Calificación, 2 puntos).
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Resultado
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Estrategia
Una altura de 900 km no es pequeña frente al radio terrestre, así que no se puede tomar constante y no sirve . Usamos la conservación de la energía mecánica con la energía potencial gravitatoria : en la superficie el cohete tiene energía cinética y en el punto más alto, a , se detiene. La masa del cohete se simplifica.
2
Desarrollo
Pasamos las distancias al SI:Sin rozamiento con el aire, la única fuerza es la gravitatoria, que es conservativa. Igualamos la energía mecánica en la superficie (velocidad ) y en la altura máxima (velocidad nula):La masa se cancela y despejamos:Sustituimos ():Es decir, unos (unos ), bastante por debajo de la velocidad de escape terrestre (), como debe ser: el cohete sube y vuelve a caer.
Si se hubiera usado constante, con daría : un 7 % de más, porque la gravedad disminuye con la altura y frena menos de lo que supone esa fórmula.
Si se hubiera usado constante, con daría : un 7 % de más, porque la gravedad disminuye con la altura y frena menos de lo que supone esa fórmula.
3
Consejo
Si la altura es comparable al radio del planeta (cientos de kilómetros), usa siempre y conservación de la energía; solo vale cerca del suelo.
Comprueba que tu resultado es menor que la velocidad de escape: si no, el cohete no volvería.
Paso 1 de 3
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